一种耐热高阻燃氟橡胶复合材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及氟橡胶技术领域，尤其涉及一种耐热高阻燃氟橡胶复合材料。
【背景技术】
[0002]氟橡胶是主链或侧链的碳原子上含有氟原子的橡胶，其耐高温、耐腐蚀和耐候性优异，在汽车工业、航空航天、石油化工等领域应用广泛。近年来随着汽车、机械、航空、航天、化工等领域使用的橡胶制品向着高性能、低能耗和长寿命方向发展，对橡胶制品的性能提出了更高的要求，传统的单一橡胶材料已不能完全满足迅速发展的使用要求。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种耐热高阻燃氟橡胶复合材料，其耐热性和耐老化性好，阻燃性能优异，使用寿命长。
[0004]本发明提出的一种耐热高阻燃氟橡胶复合材料，其原料按重量份包括以下组分:氟橡胶50-70份、甲基乙烯基苯基硅橡胶30-50份、聚偏氟乙烯5-15份、聚己内酯5_10份、三元乙丙橡胶2-10份、液体丁腈橡胶5-12份、增容剂5-10份、2，4- 二氯过氧化苯甲酰1-2.5份、1，1-双(叔丁基过氧基)_3，3，5-三甲基环己烷0.3-1份、三烯丙基氰脲酸酯0.2-0.5份、碳化硅2-5份、氢氧化镁3-10份、气相白炭黑5_15份、可膨胀石墨5_10份、硅藻土 2-10份、氮化硼5-15份、二硫化钼2-8份、季戊四醇4-15份、水滑石4_12份、磷酸三辛酯3-12份、甲基膦酸二甲酯3-10份、羟基硅油2-5份、防老剂1-3份、促进剂0.5-1.5份、硅烷偶联剂2-5份。
[0005]优选地，其原料中，氟橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、聚偏氟乙烯、聚己内酯、三元乙丙橡胶、液体丁腈橡胶的重量比为58-67:38-47:8_14:7_10:5_9:7_11。
[0006]优选地，其原料中，2，4-二氯过氧化苯甲酰、1，1-双(叔丁基过氧基)_3，3，5-三甲基环己烷、三烯丙基氰脲酸酯的重量比为1.3-2.1:0.6-1:0.25-0.4。
[0007]优选地，其原料按重量份包括以下组分:氟橡胶62-65份、甲基乙烯基苯基硅橡胶42-45份、聚偏氟乙烯10-13份、聚己内酯8.5-9份、三元乙丙橡胶8_9份、液体丁腈橡胶7-10份、增容剂6-7份、2，4- 二氯过氧化苯甲酰1.6-2份、1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷0.7-1份、三烯丙基氰脲酸酯0.35-0.4份、碳化硅3.2-4份、氢氧化镁6-7.2份、气相白炭黑8-11份、可膨胀石墨7-7.6份、硅藻土 5-5.5份、氮化硼9_13份、二硫化钼5-7份、季戊四醇8-12份、水滑石8-10份、磷酸三辛酯7-10份、甲基膦酸二甲酯5.8-7份、羟基硅油3-3.8份、防老剂1.9-2.4份、促进剂0.9-1.4份、硅烷偶联剂3-3.8份。
[0008]优选地，其原料按重量份包括以下组分:氟橡胶63份、甲基乙烯基苯基硅橡胶44份、聚偏氟乙烯12份、聚己内酯8.8份、三元乙丙橡胶8.7份、液体丁腈橡胶8份、增容剂
6.8份、2，4-二氯过氧化苯甲酰1.8份、1，1-双(叔丁基过氧基)_3，3，5-三甲基环己烷0.8份、三烯丙基氰脲酸酯0.38份、碳化硅3.5份、氢氧化镁7份、气相白炭黑10份、可膨胀石墨7.3份、硅藻土 5.2份、氮化硼10份、二硫化钼6份、季戊四醇10份、水滑石9份、磷酸三辛酯8份、甲基膦酸二甲酯6份、羟基硅油3.2份、防老剂2份、促进剂1.2份、硅烷偶联剂
3.5 份。
[0009]优选地，所述增容剂按照以下工艺进行制备:按重量份将7-9份氢氧化铈加入38-43份乙醇中，然后加入6-7份乙烯基三甲氧基硅烷，在48-53°C下搅拌38_45min，过滤、洗涤、干燥得到改性氢氧化铈；按重量份将100份氟橡胶、3-3.6份γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、7-8份改性氢氧化铈、3.4-4份亚磷酸三丙烯酯和0.8-1.1份过氧化二异丙苯加入Haake流变仪中，在128_135°C下混炼5_7min，然后在68_73°C下经无水乙醇抽提38-42h得到所述增容剂。
[0010]优选地，所述增容剂按照以下工艺进行制备:按重量份将8份氢氧化铈加入40份乙醇中，然后加入6.3份乙烯基三甲氧基硅烷，在50°C下搅拌40min，过滤、洗涤、干燥得到改性氢氧化铈；按重量份将100份氟橡胶、3.2份γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、
7.6份改性氢氧化铈、3.6份亚磷酸三丙烯酯和1份过氧化二异丙苯加入Haake流变仪中，在130°C下混炼6min，然后在70°C下经无水乙醇抽提40h得到所述增容剂。
[0011 ] 优选地，所述防老剂为防老剂MB、防老剂AW、防老剂RD、防老剂MC中的一种或者多种的混合物。
[0012]优选地，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂D、促进剂TMTD、促进剂DM中的一种或者多种的混合物。
[0013]优选地，所述气相白炭黑的比表面积为120_180m2/g ;所述硅藻土的平均粒径为4-10 μm ;所述氮化硼的平均粒径为0.1-0.3 μπι ;所述二硫化钼的平均粒径为8_12 μπι。
[0014]本发明中，选择了氟橡胶为主料，并配合添加了甲基乙烯基苯基硅橡胶作为并用胶，使复合材料兼具有氟橡胶和甲基乙烯基苯基硅橡胶的优点，赋予复合材料优异的耐低温性、加工性能和耐油性；聚偏氟乙烯、聚己内酯、三元乙丙橡胶、液体丁腈橡胶配合加入体系中，改善了并用胶的拉伸强度、撕裂强度、硬度和抗冲击性，同时改善了体系的流动性和耐溶剂性；添加了增容剂，使共混胶的均匀性提高，界面结合力增强，达到了各原料性能互补的目的，在高温环境中，橡胶分子链不易断裂，改善复合材料的加工性能的同时赋予复合材料优异的耐候性、耐热性、耐老化性和耐低温性，在优选方式的增容剂中，首先选择了氢氧化铈与乙烯基三甲氧基硅烷进行反应得到改性氢氧化铈，之后与氟橡胶、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、亚磷酸三丙烯酯混合后，在过氧化二异丙苯的作用下，将γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、亚磷酸三丙烯酯和改性氢氧化铈接枝到了氟橡胶分子中，加入体系中后，因分子中同时含有氟、硅原子，提高了体系的相容性，同时改善了复合材料的耐热性、耐候性和耐老化性，同时由于增容剂中碱性的氢氧化铈和酰氧基的存在，改善了2，4- 二氯过氧化苯甲酰、1，1-双(叔丁基过氧基)_3，3，5-三甲基环己烷和三烯丙基氰脲酸酯作为硫化剂时的硫化性能，缩短了硫化时间和焦烧时间，加快了硫化速度，使共混胶具有优异的操作安全性，较好的交联密度、物理机械性能、耐热性和耐老化性能，另外，加入增容剂后在体系中引入了亚磷酸三丙烯酯，其与氢氧化镁、可膨胀石墨、硅藻土、氮化硼、季戊四醇、水滑石、磷酸三辛酯和甲基膦酸二甲酯具有协效作用，赋予复合材料优异的阻燃性和耐热性；同时，碳化硅、氢氧化镁、气相白炭黑、可膨胀石墨、硅藻土、氮化硼、二硫化钼、水滑石在体系中分散均匀，形成了比较发达的填料网络，有效提高了基体的拉伸强度、硬度和压缩模量，赋予复合材料优异的机械性能，克服了氟橡胶与甲基乙烯基苯基硅橡胶强度低、耐磨性和抗撕裂能力不足的缺陷，并且有效阻止了非极性的油分子渗入共混胶中，改善了复合材料的强度和耐油性，另外在一定程度上促进了胶料硫化反应的进行，提高了复合材料的加工流动性和制品的可靠性。
【具体实施方式】
[0015]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0016]实施例1
[0017]本发明提出的一种耐热高阻燃氟橡胶复合材料，其原料按重量份包括以下组分:氟橡胶70份、甲基乙烯基苯基硅橡胶30份、聚偏氟乙烯15份、聚己内酯5份、三元乙丙橡胶10份、液体丁腈橡胶5份、增容剂10份、2，4- 二氯过氧化苯甲酰1份、1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷1份、三烯丙基氰脲酸酯0.2份、碳化硅5份、氢氧化镁3份、气相白炭黑15份、可膨胀石墨5份、硅藻土 10份、氮化硼5份、二硫化钼8份、季戊四醇4份、水滑石12份、磷酸三辛酯12份、甲基膦酸二甲酯3份、羟基硅油5份、防老剂3份、促进剂0.5份、硅烷偶联剂5份。
[0018]实施例2
[0019]本发明提出的一种耐热高阻燃氟橡胶复合材料，其原料按重量份包括以下组分:氟橡胶50份、甲基乙烯基苯基硅橡胶50份、聚偏氟乙烯5份、聚己内酯10份、三元乙丙橡胶2份、液体丁腈橡胶12份、增容剂5份、2，4- 二氯过氧化苯甲酰2.5份、1，1_双(叔丁基过氧基)_3，3，5-三甲基环己烷0.3份、三烯丙基氰脲酸酯0.5份、碳化硅2份、氢氧化镁10份、气相白炭黑5份、可膨胀石墨10份、硅藻土 2份、氮化硼15份、二硫化钼2份、季戊四醇15份、水滑石4份、磷酸三辛酯3份、甲基膦酸二甲酯10份、羟基硅油2份、防老剂MB 1份、促进剂CZ 0.2份、促进剂D 0.3份、促进剂TMTD 0.5份、促进剂DM 0.5份、硅烷偶联剂2份。
[0020]实施例3
[0021]本发明提出的一种耐热高阻燃氟橡胶复合材料，其原料按重量份包括以下组分:氟橡胶62份、甲基乙烯基苯基硅橡胶45份、聚偏氟乙烯10份、聚己内酯9份、三元乙丙橡胶8份、液体丁腈橡胶10份、增容剂6份、2，4- 二氯过氧化苯甲酰2份、1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷0.7份、三烯丙基氰脲酸酯0.4份、碳化硅3.2份、氢氧化镁7.2份、气相白炭黑8份、可膨胀石墨7.6份、硅藻土 5份、氮化硼13份、二硫化钼5份、季戊四醇12份、水滑石8份、磷酸三辛酯10份、甲基膦酸二甲酯5.8份、羟基硅油3.8份、防老剂Aff 1份、防老剂RD 0.9份、促进剂CZ 0.6份、促进剂D 0.5份、促进剂TMTD 0.3份、硅烷偶联剂3份；
[0022]其中，所述气相白炭黑的比表面积为120m2/g ;所述硅藻土的平均粒径为10 μπι ;所述氮化硼的平均粒径为0.1 ym ;所述二硫化钼的平均粒径为12 μπι;
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